p A contaminação de ecossistemas de água doce por selênio é um problema constante de saúde ambiental em todo o mundo. Um oligoelemento que ocorre naturalmente, os níveis de selênio são altos em algumas formações geológicas, como folhelhos sedimentares que formam grande parte da rocha-mãe no oeste dos Estados Unidos. Solos derivados desta rocha, e intemperismo de afloramentos de xisto, pode contribuir com altos níveis de selênio para as bacias hidrográficas vizinhas. p Nova pesquisa esta semana em Ciência e Tecnologia Ambiental da UConn Professora assistente de Recursos Naturais e Meio Ambiente Jessica Brandt com Travis Schmidt e colegas do United States Geological Survey (USGS) investigam algumas das complexidades do selênio e como ele se move através do ecossistema durante eventos de escoamento e como resultado da irrigação sazonal de solos enriquecidos com selênio.

p A pesquisa se concentrou na Bacia do Rio Gunnison, no Colorado, uma área impactada por rocha enriquecida com selênio conhecida como Folhelho de Mancos do Cretáceo Superior, e habitat crítico designado para o ameaçado ventosa de dorso de barbatana (Xyrauchen texanus) e Colorado pikeminnow (Ptychocheilus lucius). Entre junho de 2015 e outubro de 2016, a equipe de pesquisa amostrou água e vida selvagem em seis viagens de amostragem e ao longo de 60 milhas do rio entre Austin e Grand Junction, CO.

p Brandt explica que o foco do estudo foi no momento do movimento do selênio através da cadeia alimentar ribeirinha. Partículas, incluindo algas, retiram o selênio da água na base da cadeia alimentar. Invertebrados e alguns peixes pequenos se alimentam diretamente do material particulado, e peixes maiores comem os invertebrados e peixes menores.

p "O selênio é um micronutriente essencial adquirido por meio da dieta, mas a exposição excessiva ameaça a saúde dos animais que põem ovos, incluindo peixes e pássaros aquáticos. Além disso, o tempo de exposição é importante. Por exemplo, O excesso de selênio no embrião é particularmente preocupante porque prejudica o desenvolvimento e reduz as chances de incubação e sobrevivência até os estágios de vida adulta. Queríamos saber quando, ao longo do ano, os peixes estão expostos às maiores concentrações de selênio na cadeia alimentar? Esses períodos coincidem com as janelas de reprodução e desenvolvimento na primeira infância? Eles estão alinhados com os períodos de maior mobilização de selênio para o rio? "

p Em geral, as respostas a essas perguntas foram sim. As concentrações de selênio atingiram suas maiores concentrações em presas de peixes em abril e agosto de 2016, quando o selênio é injetado no rio a partir do degelo e durante a irrigação de campos agrícolas. Ao modelar as concentrações de peixes a partir dos níveis de selênio mais baixos na cadeia alimentar, Brandt e colaboradores previram que os níveis de selênio em todo o corpo eram mais altos durante a primavera e o verão. Durante esses períodos, os ovos estão amadurecendo nos peixes adultos antes da desova e os peixes jovens do ano estão passando por estágios de desenvolvimento que são suscetíveis a altas exposições ao selênio.

p Brandt explica que o estudo é importante por causa de seu foco em um sistema de água de fluxo rápido. A maioria dos estudos de caso de corpos d'água contaminados com selênio são sobre lagos e reservatórios onde o selênio atinge altas concentrações em peixes e pássaros após se mover através da via sedimento-detrítico. Como a água se move mais lentamente nesses sistemas, o selênio tem mais oportunidade de se acumular na base da cadeia alimentar. Nos rios, por outro lado, acredita-se que a maior parte do selênio mobilizado durante os períodos de alto fluxo será liberado a jusante antes que possa se acumular localmente,

p "Observamos que as algas verdes podem absorver selênio muito rapidamente durante os períodos de alta mobilização, provavelmente da coluna de água diretamente. Uma hipótese futura é que as vias de absorção de algas para a entrada de selênio nas cadeias alimentares aquáticas, em vez de caminhos detritais de sedimentos, pode dominar em rios e riachos. Este estudo indica que precisamos gastar mais tempo pensando sobre os riscos do selênio nos rios. "

p Brandt diz que esta pesquisa tem implicações para a gestão da amostragem de selênio em rios. Por exemplo, a amostragem de peixes normalmente acontece no outono, quando os resultados deste estudo sugerem que as concentrações de selênio nos peixes podem estar em seus níveis mais baixos. Mesmo assim, as concentrações medidas eram altas,

p "Amostramos dace speckled e roundtail chub em outubro de 2015 e 2016, "diz Brandt, "As concentrações de selênio no corpo inteiro em mais de 90% desses peixes estavam bem acima de quatro partes por milhão, que é um limite apoiado por pesquisas que mostram efeitos adversos à saúde, como redução do crescimento e sobrevivência. Porque o rio é habitat para espécies nativas ameaçadas de extinção, manter a saúde dos peixes é uma prioridade. "

p Os níveis de selênio na Bacia do Rio Gunnison inferior têm sido uma preocupação por várias décadas e Brandt explica que os esforços de remediação em andamento no Gunnison reduziram os níveis em 43% desde 1986. Mas talvez mais possa ser feito para reforçar ainda mais esses esforços

p "Precisamos abordar as avaliações de selênio em rios prejudicados de uma maneira diferente? Bem, nós vemos a partir deste trabalho que as concentrações de selênio na cadeia alimentar são altas, mesmo com quedas nas concentrações de água nos últimos trinta anos ou mais. Isso destaca que a cadeia alimentar é a principal causa da exposição ao selênio e do risco potencial de toxicidade. O monitoramento mais frequente do selênio da teia alimentar neste sistema nos dará as melhores informações sobre como gerenciar o selênio a fim de cumprir os objetivos de conservação dos peixes. "

p O problema com o selênio nos ovos

p Brandt explica que o mecanismo completo da toxicidade do selênio ainda não é completamente compreendido e provavelmente há várias maneiras de comprometer a saúde de um animal. A hipótese inicial era que a substituição do selênio por enxofre nos aminoácidos, que são os blocos de construção para as proteínas, e causou funcionamento impróprio da proteína. Agora sabemos que o metabolismo do selênio também causa estresse oxidativo. De qualquer jeito, o selênio é um teratógeno, o que significa que em certos níveis de exposição pode causar deformidades.

p Com contaminantes indutores de deformidade, o tempo de exposição ao longo do ciclo de vida de um organismo é crítico porque períodos específicos são mais sensíveis a altas concentrações de selênio. Brandt diz que o excesso de exposição ao selênio é especialmente preocupante para animais que põem ovos, como pássaros ou peixes, porque as proteínas ricas em enxofre que eventualmente se tornam proteínas da gema são produzidas no fígado da fêmea adulta antes da desova. Se as mulheres adultas forem expostas a altos níveis de selênio em sua dieta, uma alta taxa de substituição de enxofre por selênio nessas proteínas precursoras da gema se traduzirá em altos níveis de exposição ao selênio para os embriões. Essa exposição precoce pode causar deformidades e mortalidade. Na escala populacional, a sobrevivência insuficiente de peixes e pássaros jovens pode causar a queda das populações,

p "Vimos isso de forma dramática em Belews Lake (Carolina do Norte) e no reservatório Kesterson na Califórnia durante as décadas de 1970 e 1980 e, desde então, temos trabalhado para evitar consequências semelhantes em outros ecossistemas."